(57)【要約】【課題】攪拌・搬送対象の原料の性状に応じて最適な条件の攪拌・搬送羽根とし、原料の攪拌・搬送及び熱分解を効率的に行う。【解決手段】回転自在で筒状の回転キルン１，２の内壁に内面側に蟻溝２７ａを有する蟻溝形成部２７を９０度間隔で軸方向に設け、蟻溝２７ａに攪拌・搬送羽根２８を着脱自在に挿入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在で筒状の回転キルン内の周方向及び軸方向に複数の攪拌・搬送羽根を備えた回転キルン装置において、攪拌・搬送羽根を着脱自在としたことを特徴とする回転キルン装置。
【請求項２】
回転自在で筒状の回転キルン内の周方向及び軸方向に複数の攪拌・搬送羽根を設けるとともに、回転キルンの両端部に原料の導入手段と排出手段を設け、回転キルンの内部に原料を収納して間接加熱により原料を熱分解する熱分解手段を備えた熱分解施設において、上記攪拌・搬送羽根を着脱自在としたことを特徴とする熱分解施設。
【請求項３】
上記攪拌・搬送羽根は、回転キルンの内壁に形成した蟻溝に挿着したことを特徴とする請求項２記載の熱分解施設。
【請求項４】
上記攪拌・搬送羽根は、複数に分割して回転キルンの略全長に渡って設けたことを特徴とする請求項２又は３記載の熱分解施設。
【請求項５】
上記攪拌・搬送羽根は、一体に構成して回転キルンの略全長に渡って設けたことを特徴とする請求項２又は３記載の熱分解施設。
【請求項６】
上記攪拌・搬送羽根は、回転キルンの軸心方向に対してゼロ度以上の傾斜角を備えたことを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の熱分解施設。
【請求項７】
上記攪拌・搬送羽根は、回転キルンの軸心方向に対して向芯又は偏芯していることを特徴とする請求項２〜６の何れかに記載の熱分解施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種の有機性物質を含む原料（各種の有機物を含む固形物、各種汚泥、土壌等）を熱分解反応により減用、減量化する施設に係り、特に回転キルンにおける攪拌・搬送羽根の変更を容易にする回転キルン装置及び熱分解施設に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種原料（被処理物）である各種有機性物質、各種汚泥、土壌、土砂等を、間接加熱による還元性の雰囲気において熱分解を行い、乾燥、炭化、灰化、浄化等の加工を加えることが行われている。回転キルンの内部に原料を収納して間接加熱により原料を熱分解する熱分解手段を使用する場合、回転キルンの内部には、原料の攪拌と搬送を加熱効率を含めて効果的に行うための工夫が施されている。例えば、複数の羽根の設置、炉内壁の工夫等である。
【０００３】
特許文献１，４においては、回転キルン内の伝熱管（羽根）を前方側に傾斜させて設けており、特許文献２、３においては、回転キルンを上流側から下流側に向けて下方に傾斜させて配置するとともに、回転キルンの内壁に羽根を固定しており、特許文献４においても、回転キルンの内壁に羽根を固定しており、特許文献５においては、回転キルンは傾斜して設けられるとともに、回転キルンの内壁は多角形に形成されており、やはり攪拌・搬送が効果的に行われるようにしている。
【０００４】
又、特許文献６においては、回転キルンの内壁に形状を工夫した羽根を固定しており、特許文献７においては、回転キルンの内壁に形状と配置を工夫した羽根が設けられ、特許文献８においては、回転キルンの内壁にピン状突起物を所定間隔で設けたものが示され、特許文献９においては、回転キルンの内壁に形状と配置を工夫した羽根を設けており、特許文献１０においては、回転キルンの内壁に複数の螺旋状のリフタを設けている。
【特許文献１】特開２００２−１５６１０５号公報
【特許文献２】特開２０００−９７５６７号公報
【特許文献３】特開２０００−１５３５２３号公報
【特許文献４】特開２０００−２４９４７５号公報
【特許文献５】特開平７−１２０１６１号公報
【特許文献６】特開平８−１１０１６４号公報
【特許文献７】特開平１１−６３８３０号公報
【特許文献８】特開平１０−２６７２３９号公報
【特許文献９】特開平１０−５４５２３号公報
【特許文献１０】特開平８−２３３２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、従来の回転キルン装置及び熱分解施設においては、回転キルン内に原料の攪拌と搬送を行う羽根を備えており、この羽根は原料の性状、滞留時間、回転キルンの回転数等を考慮して、その高さ、長さ、傾斜角等が決定されている。しかしながら、各種原料の性状に応じた羽根の形状や配置の条件は、技術的蓄積はあるものの、実運転を行って見ないと不明であり、従来においては、回転キルン内の羽根は何れも固定されているので、羽根の設置位置等の変更は容易ではなく、回転キルンの回転数の調整（滞留時間の調整）や加熱温度の調整といった限られた手段によって対応することとなった。
【０００６】
又、実負荷試験に適した量の原料の入手が困難な場合が多々あり、少量の原料でのサンプル試験結果は良好であり、これに基づき羽根の条件を決定しても、実負荷時においてはサンプル試験の結果と乖離することも現実にはある。これは、原料に対して最適な熱分解処理が行えないこと、加熱源燃料の消費量が増加すること、及び運転時間が長期化すること等による施設の運転コストの増加が原因である。
【０００７】
発明者は、事前のサンプル試験の結果と実負荷試験との乖離の解消を容易にすること、及び回転キルンの回転数、加熱温度の調整といった限られた条件での対応ではなく、より柔軟な対応によって原料の効果的な加熱分解処理を行うことを目指して、鋭意検討した。その結果、従来の回転キルンにおける攪拌・搬送羽根は固定であるから、調整範囲が限られていたので、羽根の変更が容易となるように、回転キルンの内壁に設ける羽根を着脱自在とすることに着目した。これにより、各種原料の性状に容易に対応することができ、また同じ名称で括られる原料においてもその発生場所等によりその性状に微妙な相違があり、このような場合の対応が容易となることを見出した。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、攪拌・搬送対象の原料の性状に応じて最適な条件の攪拌・搬送羽根とすることができ、原料の攪拌・搬送を効率的に行うことができ、これによって原料に最適な熱分解を効果的に行うことができる回転キルン装置及び熱分解施設を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の請求項１に係る回転キルン装置は、回転自在で筒状の回転キルン内の周方向及び軸方向に複数の攪拌・搬送羽根を備えた回転キルン装置において、攪拌・搬送羽根を着脱自在としたものである。
【００１０】
請求項２に係る熱分解施設は、回転自在で筒状の回転キルン内の周方向及び軸方向に複数の攪拌・搬送羽根を設けるとともに、回転キルンの両端部に原料の導入手段と排出手段を設け、回転キルンの内部に原料を収納して間接加熱により原料を熱分解する熱分解手段を備えた熱分解施設において、上記攪拌・搬送羽根を着脱自在としたものである。
【００１１】
請求項３に係る熱分解施設は、上記攪拌・搬送羽根が、回転キルンの内壁に形成した蟻溝に挿着したものであるものである。
【００１２】
請求項４に係る熱分解施設は、上記攪拌・搬送羽根が、複数に分割して回転キルンの略全長に渡って設けたものであるものである。
【００１３】
請求項５に係る熱分解施設は、上記攪拌・搬送羽根が、一体に構成して回転キルンの略全長に渡って設けたものであるものである。
【００１４】
請求項６に係る熱分解施設は、上記攪拌・搬送羽根が、回転キルンの軸心方向に対してゼロ度以上の傾斜角を備えたものであるものである。
【００１５】
請求項７に係る熱分解施設は、上記攪拌・搬送羽根が、回転キルンの軸心方向に対して向芯又は偏芯しているものであるものである。
【発明の効果】
【００１６】
以上のようにこの発明によれば、攪拌・搬送羽根を回転キルンの内壁に着脱自在に設けており、攪拌・搬送対象の原料の性状に応じて最適な形状、配置の攪拌・搬送羽根と交換することができ、これによって原料の攪拌・搬送を加熱効率も含めて効率的に行うことができ、これによって原料に最適な熱分解を効果的に行うことができる。従って、加熱源燃料の削減、運転時間の短縮等施設の運転コストの削減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図２はこの発明の実施最良形態による熱分解施設の構成図を示し、１，２は筒状の回転キルンであり、回転キルン１，２の周囲には回転キルン１，２をそれぞれ外部から加熱する外部加熱手段３，４が設けられ、回転キルン１と外部加熱手段３とにより乾燥炉（加熱熱風温度３００〜４５０℃）が形成され、回転キルン２と外部加熱手段４とにより炭化炉（加熱熱風温度４００〜６５０℃）が形成される。外部加熱手段４には燃焼バーナを有する熱風炉５から熱風ガスが導入され、この熱風ガスは外部加熱手段３にも導入された後、配管１９を介して排気される。
【００１８】
回転キルン１の一端側には、原料を保留するホッパ６、モータ駆動の搬送手段７及び投入ボックス８が設けられ、回転キルン１の他端側には回転キルン２の他端側にまたがって接続ボックス９が設けられている。又、回転キルン１の両端寄り部分の外周には環状の突出部１ａ，１ｂが設けられ、突出部１ａ，１ｂは回転支持ローラ１０，１１により回転自在に支持される。又、回転キルン１の突出部１ｂ側にはスプロケットが設けられ、このスプロケットと駆動源であるモータ１２とはチェーン１３によって連結されている。
【００１９】
又、同様にして、回転キルン２の両端寄り部分にも突出部２ａ，２ｂが設けられ、突出部２ａ，２ｂは回転支持ローラ１４，１５により回転自在に支持され、回転キルン２とモータ１６とはスプロケットを介してチェーン１７により連結される。又、回転キルン２の一端側には回収ボックス１８が設けられている。
【００２０】
又、配管１９には配管２０が分岐接続され、配管２０には循環ブロア２１及びエゼクタブロア２２が設けられ、配管２０はエゼクタ及び燃焼バーナを有するガス燃焼炉２３に接続される。又、ガス燃焼炉２３には配管２４を介して接続ボックス９が接続され、原料の乾燥処理により発生した乾留ガスや水蒸気等からなる分解ガスが送入され、燃焼浄化される。ガス燃焼炉２３からの燃焼排ガスは気体ー気体熱交換機２５等を介して排出される。熱交換機２５と熱風炉５とは配管２６により接続されている。
【００２１】
図１（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ回転キルン装置の側面図、攪拌・搬送羽根の正面図、側面図及び平面図を示し、回転キルン１，２の内壁には９０度間隔でその長さ方向に沿って４本の蟻溝形成部２７が溶接により取り付けられ、蟻溝形成部２７の内面側には蟻溝２７ａが形成されている。この蟻溝２７ａには攪拌・搬送羽根２８の支持部２８ａが着脱自在に挿入され、支持部２８ａの内面上にはその長さ方向に一定間隔で羽根部２８ｂが溶接される。羽根部２８ｂは長さＬ、高さＨ、回転キルン１，２の軸芯方向に対する角度θの異なるものを各種準備し、搬送対象の原料の性状に応じた最適な条件の羽根部２８ｂを選択する。支持部２８ａは回転キルン１，２の略全長に渡って設けられているが、分割部分２８ｃにおいて複数に分割されている。２９は支持部２８ａと支持部２８ａに溶接された羽根部２８ｂとからなる攪拌・搬送羽根２８の分割単位ブロックである。こうして、回転キルン１，２の周方向及び軸方向に複数の攪拌・搬送羽根２８が着脱自在に設けられる。
【００２２】
次に、上記構成の動作について説明する。原料（被処理物）はホッパ６、搬送手段７及び投入ボックス８を介して回転キルン１に投入される。回転キルン１，２はモータ１２，１６により回転駆動され、回転キルン１内に導入された被処理物は攪拌・搬送羽根２８により攪拌されながら排出側に搬送される。回転キルン１内は熱風ガスにより所定温度に加熱され、被処理物は間接加熱により乾燥（水分除去）されて乾燥物となり、接続ボックス９に排出される。接続ボックス９内においては乾燥物はガイド９ａに案内され、回転キルン２の他端内に送入される。この回転キルン２内においても、乾燥物は攪拌・搬送羽根２８により攪拌されながら搬送されるが、この間においても熱風炉５からの熱風ガスにより間接加熱され、乾燥物は熱分解処理（炭化処理）されて炭化物となり、この炭化物は回転キルン２の一端から回収ボックス１８を介して回収される。
【００２３】
回転キルン１，２内で発生した熱分解ガスは接続ボックス９から配管２４を介してガス燃焼炉２３に導入され、燃焼浄化される。ガス燃焼炉２３は自身の燃焼バーナにより加熱されるとともに、外部加熱手段３から排出される熱風ガスの一部を配管２０を介して送入され、約８５０℃に加熱される。ガス燃焼炉２３からの燃焼排ガスは温度調整空気を導入された後、熱交換機２５において外部空気と熱交換されて２００〜１５０℃に冷却される。熱交換により加熱された外部空気は熱風炉５に導入される。一方、冷却された燃焼排ガスはバグフィルタ及び排気ブロアを介して煙突から排出される。
【００２４】
上記した実施最良形態においては、攪拌・搬送羽根２８を回転キルン１，２の内壁に着脱自在に設けており、事前のサンプル試験の結果により攪拌・搬送羽根２８を形成するが、実負荷での適合が不十分なことが判明すると、攪拌・搬送羽根２８の一部又は前部を変更する必要がある。しかし、攪拌・搬送羽根２８は着脱自在であるので、その変更は容易である。又、攪拌・搬送羽根２８の羽根部２８ｂの高さ、長さ、傾斜角度が異なる各種の攪拌・搬送羽根２８を予め形成しておき、その中から最も実負荷に適合した攪拌・搬送羽根２８を選択することにより、攪拌・搬送対象の原料の性状に応じて最適な条件の攪拌・搬送羽根２８とすることができ、原料の攪拌・搬送を加熱効率も含めて効率的に行うことができ、これによって原料に最適な熱分解を効果的に行うことができる。従って、加熱源燃料の削減、運転時間の短縮等施設の運転コストの削減が図れる。
【００２５】
図３（ａ），（ｂ）は攪拌・搬送羽根２８の支持部２８ａを分割した場合と一体にした場合を示し、何れの場合も支持部２８ａは回転キルン１，２の略全長に渡って設けられている。又、羽根部２８ｂには図１（ｄ）に示すように傾斜角θを設けたが、この傾斜角θはゼロ度以上であればよい。さらに、羽根部２８ｂは回転キルン１，２の軸心方向に向芯状態に設けたが、偏芯状態に設けてもよい。又、攪拌・搬送羽根２８形状を平板状としたが、湾曲板状や屈曲板状としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施最良形態による回転キルン装置の側面図、攪拌・搬送羽根の正面図、側面図及び平面図である。
【図２】実施最良形態による熱分解施設の構成図である。
【図３】実施最良形態による分割構造及び一体構造の場合の攪拌・搬送羽根の正面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１，２…回転キルン
３，４…外部加熱手段
８…投入ボックス
９…接続ボックス
１０，１１，１４，１５…回転支持ローラ
１８…回収ボックス
２７…蟻溝形成部
２７ａ…蟻溝
２８…攪拌・搬送羽根
２８ａ…支持部
２８ｂ…羽根部
２８ｃ…分割部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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